Способ отбора проб карбоната для радиоуглеродного датирования подземных вод

Способ отбора проб карбоната для радиоуглеродного датирования подземных вод

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е (») 456180

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сшоз Советских

Со,калистнческнх

Ресоубчнк (б1) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 10.07.73 (21) 1940238/26-25 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 05.01.75. Бюллетень № 1

Дата опубликования описания 2б.02.75 (51) М. Кл. G 01п 1/10

G 01п 1/12

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 550.839(088.8) по делам изобретенкй и открьпий (72) Авторы изобретения

В. Т. Дубинчук и Б. В. Карасев (71) Заявитель

Всесоюзный научно-исследовательский институт гидрогеологии и инженерной геологии (54) СПОСОБ ОТБОРА ПРОБ КАРБОНАТА

ДЛЯ РАДИОУГЛЕРОДНОГО ДАТИРОВАНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОД

Изобретение относится к гидрогеологии.

Данные о возрасте подземных вод используются в гидрогеологии для оценки скоростей фильтрации в массиве пород, интенсивности питания и скорости обмена подземных вод с целью локализации зон питания и разгрузки водоносных горизонтов и т. д. Эти характеристики необходимо определять при проведении разнообразных гидрогеологических научных и производственных исследований (гидрогеологических съемок, режимных наблюдений, разведки и оценки запасов, защиты, восполнения и охраны подземных вод). Для радиоуглеродного датирования необходимо получить пробу, содержащую достаточное для синтеза носителя активности (бензола, ацетилена, ит.д.) количество карбоната. Поскольку природные воды содержат, как правило, незначительные количества ионов карбоната, для концентрирования карбоната приходится обрабатывать большие количества воды (до нескольких сот литров), причем обработка проб осуществляется в полевых условиях, непосредственно у водоисточника (скважины, родника и т. д.).

Согласно применяемому в настоящее время способу, пробу воды поднимают на поверхность, предотвращая ее контакт с атмосферным воздухом, заливают в емкости — концентраторы и производят извлечение карбоната.

Сравнительно легко отбор пробы осуществляется на самоизливающих скважинах или же скважинах, оборудованных погружными насосами.

Существует ряд причин, препятствующих широкому внедрению способа радиоуглеродного датирования:

1) подавляющая часть скважины не является самоизливающимп и не оборудована насосами. Установка и использование насосного оборудования специально для отбора проб на радиоуглерод осложняет и удорожает исследования, а порой нерентабельна или невозможна;

2) применение пробоотборников хотя и возможно, Но малоприемлемо, поскольку для отбора необходимого объема воды треоуется производить большое количество спуско-подьемных операций, что резко увеличивает затраты времени на отбор пробы;

3) существующие и широко применяемые средства отбора проб воды для скважин не гарантируют от загрязнения ее современным (атмосферным) кар бои ато»;

4) операции по отбору пробы и концентрированию карбоната разделены технологически и во времени, что увеличивает общее время пробоотбора;

5) для концентрирования карбоната известными способамп необходимы герметичное обо3() рудованпе, затраты электроэнергии или же

456180

15

25

Предмет изобретения

Составитель И. Трофимова

Техред Г. Дворина

Корректор Н. Аук

Редактор T. Орловская

Заказ 321/4 Изд. М 285 Тираж 902 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Сапунова, 2

Типография, пр, 3 транспортировка к месту отбора проб баллонов со сжатым газом. Все эти факторы также осложняют отбор проб в полевых условиях.

Предложенный способ позволяет исключить указанные недостатки.

В основу способа положено осаждение карбоната кальция с последующей коагуляцией и самоуменьшением объема осадка в процессе транспортировки пробы.

Способ реализуется следующим образом.

В скважину на тросе опускают сборник осадка карбоната на глубину, на которой предполагается произвести опробование.

Сборник представляет собой стакан (желонка), внешний диаметр которого несколько меньше внутреннего диаметра скважины.

В нижней части стакана имеется кран для слива осадка. Затем в скважине в воду выше стакана-сборника при помощи инжектора инжектируют щелочной раствор осадителя карбоната. Образовавшийся осадок карбоната осаждается в стакан. Стакан с осадком извлекается на поверхность, осадок через кран по трубке сливается в канистру и транспортируется в лабораторию для синтезирования носителя активности радиоуглерода. Расчеты и предварительные эксперименты показывают, что достаточно полное осаждение происходит за 0,5 — 5 час для столба воды высотой 10—

20 м. Естественно, что в каждом случае эта высота должна выбираться, исходя из конкретных гидрогеологических условий, конструкции скважины, химического состава воды, цели исследования и т. д.

При реализации способа могут использоваться инжекторы любой известной конструкции для инжекции растворов — осадителей и желонки для сбора осадка. Для опробования нескольких водоносных горизонтов одновременно или для более быстрого получения суммарной пробы карбоната по скважине при малой минерализации подземных вод в скважину одновременно опускается несколько сборников и инжекторов в виде гирлянды.

Способ может быть применен для отбора проб веществ, растворенных в воде и дающих нерастворимые осадки (например, проб на изотопный анализ урана, тория, радия и т. д.), а также для отбора проб карбоната в открытых водоемах (озерах, морях) с целью определения скорости обмена водных масс.

Преимущества предложенного способа следующие.

Необходимая для датирования по радиоуглероду проба карбоната отбирается непосредственно в скважине без предварительного отбора первичных водных проб большого объема и подъема их на поверхность. Исключаются при этом какие-либо дополнительные операции на поверхности, кроме упаковки.

Для реализации способа не требуется насосного оборудования, большого числа спускоподъемов, специального спуско-подъемного оборудования, что упрощает технологию работ и снижает их стоимость, дает возможность производить опробование скважин, расположенных в труднодоступных местах.

Способ позволяет избежать загрязнения пробы атмосферным углеродом и тем самым повышает точность радиоуглеродного датирования.

1. Способ отбора проб карбоната для радиоуглеродного датирования подземных вод, основанный на осаждении карбоната, отлич а ю шийся тем, что, с целью исключения предварительного отбора больших количеств воды, уменьшения времени отбора и предотвращения контакта пробы воды с атмосферным воздухом, непосредственно в скважину опускают сборник осадка в виде стакана, над которым на определенной высоте в воду, заполняющую скважину, инжектируют вещество, вызывающее образование нерастворимого карбонатного осадка, осадок собирают в сборник и пробу извлекают на поверхность.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью одновременного отбора нескольких проб и повышения эффективности опробования, раствор щелочи инжектируют одновременно в нескольких местах вдоль оси скважины, а образующийся при этом осадок собирают несколькими сборниками осадка, расположенными ниже мест инжекции.